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Stand der Technik
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Sowohl bei stationären Anwendungen, zum Beispiel bei Windkraftanlagen, als auch bei mobilen Anwendungen, zum Beispiel bei Elektrokraftfahrzeugen (electric vehicles, EV), Hybridfahrzeugen (hybrid electric vehicles, HEV) oder Steckdosenhybridfahrzeugen (plug-in hybrid electric vehicles, PHEV), kommen als wieder aufladbare elektrische Energiespeicher (EES, electro-chemical storage system, ESS) vermehrt neue Batteriesysteme bzw. Batteriemodule, zum Beispiel mit Lithium-Ionen-Akkumulatoren, zum Einsatz.
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Ein Batteriesystem (Akkumulatorsystem) umfasst eine Vielzahl von Batteriezellen (Akkumulatorzellen) beispielsweise zylindrische oder prismatische Batteriezellen oder Batteriezellen mit Elektrodenwickel (Batteriezellwickel, Zellwickel, Jerry Roll, JR). Die Batteriezellen können seriell (in Reihe) verschaltet werden, um die elektrische Spannung zu erhöhen, und / oder parallel verschaltet werden, um den maximalen elektrischen Strom und die Kapazität zu erhöhen. Somit können die Batteriezellen zu Batteriemodulen bzw. Batterieeinheiten (Batteriepacks) zusammengefasst werden. Beim Einsatz zum Antrieb von Fahrzeugen können beispielsweise ca. 100 Batteriezellen (als eine Traktionsbatterie) seriell bzw. parallel verschaltet werden.
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1 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 1 gemäß dem Stand der Technik.
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Das Batteriesystem 1 umfasst eine Batterie 11, die eine Vielzahl von Batteriezellen 110, 111–11n, einen ersten beispielsweise positiven elektrischen Anschluss 150 und einen zweiten beispielsweise negativen elektrischen Anschluss 151 umfasst. Die Batteriezellen 110, 111–11n sind, wie in 1 beispielhaft gezeigt, miteinander elektrisch in Serie verbunden. Die Batteriezellen 110, 111–11n können beispielsweise einen herkömmlichen Zelltyp, eine herkömmliche Zellspannung, zum Beispiel zwischen 0 V und 6 V, und / oder eine herkömmliche Bauform umfassen. Außerdem umfasst das Batteriesystem 1 eine Schaltvorrichtung 140, die beispielsweise als Feldeffekttransistor (field-effect transistor, FET) wie Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (metal-oxide-semiconductor FET, MOSFET) ausgebildet sein kann, und eine Batteriekontrollvorrichtung 160.
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Jede Batteriezelle 110, 111–11n umfasst eine Batterieeinheit 1101–11n1, eine Zelltemperaturmesseinrichtung 1102–11n2 zum Messen der Temperatur der Batterieeinheit 1101–11n1, eine Zellspannungsmesseinrichtung 1103–11n3 zum Messen der Spannung der Batterieeinheit 1101–11n1, einen ASIC 1104–11n4 zum Ausarbeiten der von der Zelltemperaturmesseinrichtung und der Zellspannungsmesseinrichtung ausgegebenen Werte und eine Zellkommunikationseinrichtung 1105–11n5 zum Kommunikation der von dem ASIC 1104–11n4 ausgearbeiteten Werte. Die Zelltemperaturmesseinrichtungen 1102–11n2 können als Temperatursensoren beispielsweise temperaturabhängige Widerstände wie Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Widerstände) oder Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC-Widerstände) ausgebildet sein. Die Zellspannungsmesseinrichtungen 1103–11n3 können als herkömmliche Spannungsmesseinrichtungen wie Spannungsmesseinrichtungen mit Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler, Analog-Digital-Umsetzer, ADU, analog-to-digital-converter, ADC) ausgebildet sein.
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Die Zellkommunikationseinrichtungen 1105–11n5 der Batteriezellen 110, 111–11n sind durch ein Controller Area Network (controller area network, CAN) 170 wie CAN-Bus mit einer Kommunikationseinrichtung 1601 der Batteriekontrollvorrichtung 160 verbunden. Auf diese Weise können die von dem ASIC 1104–11n4 ausgearbeiteten Werte an die Batteriekontrollvorrichtung 160 weitergeleitet werden.
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Außerdem ist die Batteriekontrollvorrichtung 160 durch eine Hochspannungsverbindung 180 an der Schaltvorrichtung 140 oder der Batterie 11 angeschlossen, sodass eine Batteriesteuereinrichtung 1602 die Hochspannung der Batterie 11 messen kann. Die Batteriesteuereinrichtung 1602 der Batteriekontrollvorrichtung 160 kann aufgrund dieser Messung sowie aufgrund der von dem ASIC 1104–11n4 ausgearbeiteten Werte die Schaltvorrichtung 140 durch eine Verbindung (nicht in 1 gezeigt) steuern. Wenn die Hochspannung der Batterie 11, zum Beispiel, zu hoch oder zu niedrig sein sollte oder die Temperatur einer Batteriezelle 1101–11n1 zu hoch sein sollte, kann die Batteriesteuereinrichtung 1602 der Batteriekontrollvorrichtung 160 die Schaltvorrichtung 140 eine Verbindung (nicht in 1 gezeigt) steuern, um den positiven elektrischen Anschluss 150 von der Batterie zu trennen. Darüber hinaus umfasst die Batteriekontrollvorrichtung 160 eine Kommunikationseinrichtung 1603, die beispielweise mit einem CAN-Netzwerk eines Fahrzeugs verbunden ist.
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Es gibt mehrere Schwierigkeiten mit einem solchen Batteriesystem 1 gemäß dem Stand der Technik. Zum einen muss die Batteriekontrollvorrichtung 160 eine Hochspannungsverbindung 180 zu der Batterie umfassen. Der Tausch der Batteriekontrollvorrichtung 160 erfordert daher Hochspannungskenntnisse und / oder Hochspannungsschutzmaßnahmen. Zum anderen muss die Batteriekontrollvorrichtung 160 mit einem Hochspannungsstecker ausgestattet sein, und die Batteriesteuereinrichtung 1602 muss in der Lage sein, mit Hochspannungen zu arbeiten. Außerdem muss die Hochspannungsverbindung 180 entsprechend ausgebildet und / oder isoliert sein, darüber hinaus braucht das Batteriesystem 1 zwei verschiedene Verbindungen 170 und 180, was mehr Bauraum erfordert.
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DE 10 2011 082 937 A1 offenbart ein Batteriemanagementsystem
31,
41,
51, das ein Steuergerät
15 mit einem ersten, auf einer Niedervoltseite
22 des Steuergeräts
15 angeordneten Mikrocontroller
23 und mit einem zweiten, auf einer Hochvoltseite
24 des Steuergeräts
15 angeordneten Mikrocontroller
25, und mehrere erste Spannungsmesseinheiten
42, die jeweils mindestens einem Batteriemodul der Batterie zugeordnet sind, sowie eine erste Kommunikationsverbindung
36 zur Übermittlung von Spannungswerten von den ersten Spannungsmesseinheiten
42 zu dem ersten Mikrocontroller
23 aufweist. Ferner hat das Batteriemanagementsystem
31,
41,
51 mehrere zweite Spannungsmesseinheiten
32 und eine zweite Kommunikationsverbindung
34 zur Übermittlung von Spannungswerten von den zweiten Spannungsmesseinheiten
32 zu dem zweiten Mikrocontroller
25.
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Aus der
DE 10 2011 082 937 ist jedoch keine Schaltvorrichtung bekannt, die die Hochspannung der Batterie messen kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, dass die Hochspannung der Batterie nicht aus der Schaltvorrichtung herausgeleitet werden muss, um die Hochspannung zu messen. Somit kann die Schaltvorrichtung die Hochspannung direkt messen. Dadurch ist es auch möglich, eine Batteriekontrollvorrichtung ohne eine Hochspannungsverbindung zu implementieren, sodass ein Tauschen bzw. Austauschen der Batteriekontrollvorrichtung einfach und ohne Hochspannungskenntnisse und / oder Hochspannungsschutzmaßnahmen möglich ist.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Zweckmäßigerweise kann die Schaltvorrichtung weiter eine Kommunikationseinrichtung zum Ausgeben der von der Hochspannungsmesseinrichtung gemessenen Spannung umfassen. Dadurch kann die gemessene Spannung beispielweise an eine Batteriekontrollvorrichtung oder Batteriesteuereinrichtung weitergeleitet werden.
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Zweckmäßigerweise können die Hochspannungsmesseinrichtung und / oder die Kommunikationseinrichtung als ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (application-specific integrated circuit, ASIC) implementiert sein.
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Dabei können die zwei Einrichtungen als ein einziger ASIC in der Schaltvorrichtung integriert werden. Dadurch können der Bauraum bzw. Platzbedarf und / die Kosten reduziert werden.
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Zweckmäßigerweise kann die Schaltvorrichtung weiterhin eine Strommesseinrichtung zum Messen des Stroms der Batterie umfassen. Dadurch ist es auch möglich, eine einfache Messung des Stroms bereitzustellen.
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Zweckmäßigerweise kann die Schaltvorrichtung weiterhin eine Kommunikationseinrichtung zum Ausgeben des von der Strommesseinrichtung gemessenen Stroms umfassen. Dadurch kann den gemessenen Strom beispielweise an eine Batteriekontrollvorrichtung oder Batteriesteuereinrichtung weitergeleitet werden.
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Zweckmäßiger Weise kann die Kommunikationseinrichtung weiterhin zum Ausgeben des von der Strommesseinrichtung gemessenen Stroms konfiguriert sein. Dadurch kann der gemessene Strom beispielweise an eine Batteriekontrollvorrichtung oder Batteriesteuereinrichtung weitergeleitet werden.
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Zweckmäßigerweise können die Hochspannungsmesseinrichtung, die Strommesseinrichtung und die Kommunikationseinrichtung als ein ASIC implementiert sein. Dabei können die drei Einrichtungen als ein einziger ASIC in der Schaltvorrichtung integriert werden. Dadurch können der Platzbedarf und / die Kosten reduziert werden.
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Zweckmäßigerweise kann die Kommunikationseinrichtung derart konfiguriert sein, mit einem Daisy-Chain Protokoll, herstellerspezifischen Protokoll des ASICs oder ähnlichen Protokoll zu kommunizieren. Dadurch kann die Kommunikationseinrichtung beispielsweise in einer linearen oder ringförmigen Netzwerk-Topologie verwendet bzw. betrieben werden. Somit kann die Kommunikationseinrichtung einfach mit anderen Einrichtungen verbunden werden, sodass eine Kommunikation zwischen den Einrichtungen ermöglicht wird.
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Zweckmäßigerweise kann der ASIC mit einer Seriennummer markiert sein. Dabei kann die Seriennummer in dem ASIC gespeichert sein. Dadurch kann die Seriennummer genutzt werden, um eine Teile-Identifikation durchzuführen.
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Die Erfindung stellt weiterhin ein Batteriesystem bereit, das eine Batterie und die zuvor beschriebene Schaltvorrichtung umfasst.
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Zweckmäßigerweise kann das Batteriesystem weiterhin eine Batteriekontrollvorrichtung, die eine erste Kommunikationseinrichtung und eine zweite Kommunikationseinrichtung umfasst, umfassen, wobei die erste Kommunikationseinrichtung derart konfiguriert sein kann, mit der Schaltvorrichtung zu kommunizieren, und die zweite Kommunikationseinrichtung derart konfiguriert sein kann, mit der Batterie zu kommunizieren. Dadurch können die zwei Verbindungen zwei unterschiedliche bzw. verschiedene Protokolle nutzen.
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Zweckmäßigerweise kann das Batteriesystem weiterhin eine Batteriekontrollvorrichtung, die eine Kommunikationseinrichtung zum Ausgeben der von der Hochspannungsmesseinrichtung gemessenen Spannung umfasst, umfassen. Dadurch wird in der Schaltvorrichtung nur die Messung der Spannung der Batterie bereitgestellt, sodass die Schaltvorrichtung kompakter hergestellt werden kann.
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Zweckmäßigerweise kann das Batteriesystem weiterhin eine Batteriekontrollvorrichtung, die eine Kommunikationseinrichtung zum Ausgeben der von der Hochspannungsmesseinrichtung gemessenen Spannung und des von der Strommesseinrichtung gemessenen Stroms umfasst, umfassen. Dadurch wird in der Schaltvorrichtung nur die Messung der Spannung bzw. des Stroms der Batterie bereitgestellt, sodass die Schaltvorrichtung kompakter hergestellt werden kann.
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Zweckmäßigerweise kann die Batterie eine Vielzahl von Batteriezellen umfassen, wobei jede Batteriezelle eine Zelltemperaturmesseinrichtung zum Messen der Temperatur der Batteriezelle, eine Zellspannungsmesseinrichtung zum Messen der Spannung der Batteriezelle, und eine Zellkommunikationseinrichtung zum Ausgeben der von der Zelltemperatur- und Zellspannungsmesseinrichtung gemessenen Werte umfassen kann, und die Zellkommunikationseinrichtungen derart konfiguriert sein können, mit einem Daisy-Chain Protokoll, herstellerspezifischen Protokoll des ASICs oder ähnlichen Protokoll zu kommunizieren. Dadurch können die gemessenen Werte mit demselben Netzwerk übertragen werden, welches für die Übertragung der Spannung bzw. des Stroms der Batterie benutzt wird.
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Zweckmäßigerweise kann jede Batteriezelle eine Zellstrommesseinrichtung zum Messen des Stroms der Batteriezelle umfassen, und die Zellkommunikationseinrichtung kann zum Ausgeben des von der Zellstrommesseinrichtung gemessenen Stroms konfiguriert sein. Dadurch kann der gemessene Strom beispielweise an eine Batteriekontrollvorrichtung oder Batteriesteuereinrichtung weitergeleitet werden.
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Die Erfindung stellt weiterhin ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug wie Elektrokraftfahrzeug, Hybridfahrzeug, Plug-In Hybridfahrzeug oder Elektromotorrad (Elektro-Bike, E-Bike), Elektrofahrrad (Pedal Electric Cycle, Pedelec), ein Seefahrzeug wie Elektroboot oder Unterseeboot (U-Boot), ein Luftfahrzeug oder ein Raumfahrzeug, bereit, das die zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Schaltvorrichtung oder das zuvor beschriebene und mit dem Fahrzeug verbundene Batteriesystem umfasst.
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Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zum Messen der Spannung einer Batterie bereit, das das Messen der Spannung der Batterie mit einer Hochspannungsmesseinrichtung umfasst, die in einer Schaltvorrichtung zum Schalten der Batterie umgefasst ist, wobei die Schaltvorrichtung einen Schalter zum Schalten der Batterie umfasst. Durch das Bereitstellen der Schaltvorrichtung mit einen Schalter zum Schalten der Batterie und das Messen der Spannung der Batterie mit der Hochspannungsmesseinrichtung muss die Hochspannung der Batterie nicht aus der Schaltvorrichtung herausgeleitet werden, um die Hochspannung zu messen. Somit kann die Hochspannung direkt gemessen werden. Dadurch ist es auch möglich, eine das Messen ohne eine Hochspannungsverbindung bereitzustellen.
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Die Erfindung stellt weiterhin ein Computerprogramm bereit, das auf einem Datenträger oder in einem Speicher eines Computers gespeichert ist und das von dem Computer lesbare Befehle umfasst, die zur Ausführung des zuvor beschriebenen Verfahren bestimmt ist, wenn die Befehle auf dem Computer ausgeführt werden.
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Die Erfindung stellt weiterhin ein Computerprogrammprodukt bereit, das das zuvor beschriebene Computerprogramm umfasst.
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Weiterhin ist es möglich, dass einzelne Abschnitte des beschriebenen Verfahrens als einzelne verkaufsfähige Einheiten und restliche Abschnitte des Verfahrens als andere verkaufsfähige Einheiten ausgebildet werden können. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren als verteiltes System auf unterschiedlichen Computer-basierten Instanzen, zum Beispiel Client-Server-Instanzen, zur Ausführung kommen. So ist es beispielsweise möglich, dass ein Modul seinerseits unterschiedliche Sub-Module umfasst.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
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1 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 1 gemäß dem Stand der Technik,
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2 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 2 und einer Schaltvorrichtung 240 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
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3 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 3 und einer Schaltvorrichtung 340 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
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4 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 4 und einer Schaltvorrichtung 240 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
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5 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 5 und einer Schaltvorrichtung 240 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
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6 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 6 und einer Schaltvorrichtung 640 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 2 und einer Schaltvorrichtung 240 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
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Im Batteriesystem 2 sind die ASICs 1104–11n4 und die Zellkommunikationseinrichtungen 1105–11n5 des mit Bezug auf 1 beschriebenen Batteriesystems 1 durch Zellkommunikationseinrichtungen 2104–21n4 der Batteriezellen 210–21n der Batterie 21 ersetzt, sodass die Zellkommunikationseinrichtungen 2104–21n4 die von den Zelltemperaturmesseinrichtungen 1102–11n2 und den Zellspannungsmesseinrichtungen 1103–11n3 ausgegebenen Werte durch eine Verbindung 270 an die Batteriekontrollvorrichtung 260 übertragen können. Die Verbindung 270 kann beispielweise eine Daisy-Chain Verbindung, herstellerspezifische Verbindung des ASICs oder ähnliche Verbindung sein.
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Außerdem ist die Schaltvorrichtung 140 durch eine Schaltvorrichtung 240 zum Schalten der Batterie 21, die einen ersten Schalter 2401 zum selektiven Verbinden des positiven elektrischen Anschlusses 1501 mit der Batterie 21, und eine Hochspannungsmesseinrichtung 2402 zum Messen der Spannung der Batterie 21 umfasst, ersetzt. Die Schaltvorrichtung 240 kann auch eine Kommunikationseinrichtung 2403 zum Ausgeben der von der Hochspannungsmesseinrichtung 2402 gemessenen Spannung umfassen. Die Kommunikationseinrichtung 2403 kann derart konfiguriert sein, mit einem Daisy-Chain Protokoll, herstellerspezifischen Protokoll des ASICs oder ähnlichen Protokoll zu kommunizieren. Die Schaltvorrichtung 240 kann weiterhin einen zweiten Schalter 2404 zum selektiven Verbinden des negativen elektrischen Anschlusses 1500 mit der Batterie 21 umfassen.
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Da bei dieser Struktur die von Kommunikationseinrichtung 2403 übertragenen Signale keine Hochspannungssignale sind, kann die Kommunikationseinrichtung 2403 mit der Verbindung 270 wie Daisy-Chain Verbindung, herstellerspezifischen Verbindung des ASICs oder ähnlichen Verbindung verbunden werden. Da die Verbindung 270 keinen Hochspannungsschutz erfordert, ist die Konstruktion des Batteriesystems 2 einfacher als die des Batteriesystems 1. Im Vergleich zu Batteriesystem 1 ist außerdem nur eine Verbindung 270 statt der zwei Verbindungen 170 und 180 erforderlich, sodass für Batteriesystem 2 weniger Bauraum als für Batteriesystem 1 erforderlich ist.
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Darüber hinaus ist die Batteriekontrollvorrichtung 160 durch eine Batteriekontrollvorrichtung 260 ersetzt, wobei die Batteriekontrollvorrichtung 260 eine Kommunikationseinrichtung 2601 zum Kommunizieren mit der Kommunikationseinrichtung 2403 der Schaltvorrichtung 240, eine Batteriesteuereinrichtung 1602 zum Steuern des Batteriesystems 2 und eine Kommunikationseinrichtung 1603 umfassen kann.
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Da die Daisy-Chain Verbindung 270 keine Hochspannungsverbindung ist, braucht die Batteriekontrollvorrichtung 260 keinen Hochspannungsstecker, und die Batteriesteuereinrichtung 2602 muss nicht in der Lage sein, mit Hochspannungen zu arbeiten.
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Zweckmäßigerweise können die Hochspannungsmesseinrichtung 2402 und die Kommunikationseinrichtung 2403 als ein ASIC implementiert werden.
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Dank dieser Verbesserungen sind die Herstellung, die Bedienung und die Wartung des Batteriesystems 2 gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung einfacher und kostengünstiger als bei dem Batteriesystem 1.
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3 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 3 und einer Schaltvorrichtung 340 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Das Batteriesystem 3 unterscheidet sich von dem Batteriesystem 2 dadurch, dass die Schaltvorrichtung 240 durch Schaltvorrichtung 340, die einen Schalter 2401 zum Schalten der Batterie 21, eine Hochspannungsmesseinrichtung 2402 zum Messen der Spannung der Batterie 21 und eine Strommesseinrichtung 3404 zum Messen des Stroms der Batterie 21 umfasst, ersetzt ist. Die Schaltvorrichtung 340 kann auch eine Kommunikationseinrichtung 3403 zum Ausgeben des von der Strommesseinrichtung 3404 gemessenen Stroms und / oder zum Ausgeben der von der Hochspannungsmesseinrichtung 2402 gemessenen Spannung umfassen.
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Wie bei der Schaltvorrichtung 240 können die Hochspannungsmesseinrichtung 2402, die Strommesseinrichtung 3404 und die Kommunikationseinrichtung 3403 als ein ASIC implementiert sein. Außerdem kann die Kommunikationseinrichtung 3403 derart konfiguriert sein, mit einem Daisy-Chain Protokoll, herstellerspezifischen Protokoll des ASICs oder ähnlichen Protokoll durch die Verbindung 270 wie Daisy-Chain Verbindung, herstellerspezifische Verbindung des ASICs oder ähnlichen Verbindung zu kommunizieren.
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4 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 4 und der Schaltvorrichtung 240 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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Das Batteriesystem 4 unterscheidet sich vom Batteriesystem 2 dadurch, dass die Batterie 21 durch eine Batterie 41 ersetzt ist. Die Batterie 41 umfasst eine Vielzahl von Batteriezellen 410–41n, wobei jede Batteriezelle 410–41n oder ein beliebiger Verbund, umfassend eine Vielzahl n von Batteriezellen, eine Zelltemperaturmesseinrichtung 1102–11n2 zum Messen der Temperatur der Batteriezelle 410–41n, eine Zellspannungsmesseinrichtung 1103–11n3 zum Messen der Spannung der Batteriezelle 410–41n, eine Zellstrommesseinrichtung 4105–41n5 zum Messen des Stroms der Batteriezelle 410–41n und eine Zellkommunikationseinrichtung 2104–21n4 zum Ausgeben der von der Zelltemperaturmesseinrichtung 1102–11n2, Zellspannungsmesseinrichtung 1103–11n3 und Zellstrommesseinrichtung 4105–41n5 gemessenen Werte umfasst, wobei die Zellkommunikationseinrichtungen 4104–41n4 derart konfiguriert sind, mit einem Daisy-Chain Protokoll, herstellerspezifischen Protokoll des ASICs oder ähnlichen Protokoll zu kommunizieren. Die Zellstrommesseinrichtungen 4105–41n5 können beispielsweise als Strommesseinrichtungen, umfassend einen Messwiderstand (Shuntwiderstand) oder Strommesssensor wie Hall-Sensor und / oder einen Analog-Digital-Wandler, ausgebildet sein.
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5 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 5 und einer Schaltvorrichtung 240 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
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Das Batteriesystem 5 unterscheidet sich vom Batteriesystem 2 dadurch, dass die Batteriekontrollvorrichtung 260 durch eine Batteriekontrollvorrichtung 560 ersetzt ist, wobei die Batteriekontrollvorrichtung 560 eine erste Kommunikationseinrichtung 2601 und eine zweite Kommunikationseinrichtung 5604 umfasst, die erste Kommunikationseinrichtung 2601 derart konfiguriert ist, mit der Schaltvorrichtung 240 zu kommunizieren, und die zweite Kommunikationseinrichtung 5604 derart konfiguriert ist, mit der Batterie 21 zu kommunizieren.
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Die Kommunikation zwischen Schaltvorrichtung 240 und der ersten Kommunikationseinrichtung 2601 kann durch eine Verbindung 270 wie Daisy-Chain Verbindung, herstellerspezifische Verbindung des ASICs oder ähnliche Verbindung implementiert werden, und die Kommunikation zwischen der Batterie 21 und der zweiten Kommunikationseinrichtung 5604 kann durch eine zusätzliche Verbindung 571 wie Daisy-Chain Verbindung, herstellerspezifische Verbindun des ASICs oder ähnliche Verbindung implementiert werden.
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Die Batteriesteuereinrichtung 5602 entspricht der Batteriesteuereinrichtung 2602 mit dem Unterschied, dass die Batteriesteuereinrichtung 5602 zusätzlich mit der zweiten Kommunikationseinrichtung 5604 verbunden ist.
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6 zeigt ein Schaltbild eines Batteriesystems 6 und einer Schaltvorrichtung 640 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
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Das Batteriesystem 6 unterscheidet sich vom Batteriesystem 5 dadurch, dass die Schaltvorrichtung 240 durch eine Schaltvorrichtung 640 ersetzt ist und dass die Batteriekontrollvorrichtung 560 durch eine Batteriekontrollvorrichtung 660 ersetzt ist, wobei die Schaltvorrichtung 640 einen Schalter 2401 zum Schalten der Batterie 21 und eine Hochspannungsmesseinrichtung 2402 zum Messen der Spannung der Batterie 21 umfasst und die Batteriekontrollvorrichtung 660 eine Kommunikationseinrichtung 2403 zum Ausgeben der von der Hochspannungsmesseinrichtung 2402 gemessenen Spannung umfasst.
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Dadurch ist es möglich, eine analoge Verbindung 672 zwischen der Hochspannungsmesseinrichtung 2402 und der Kommunikationseinrichtung 2403 zu nutzen, die keine digitale Verbindung ist, sondern eine einfachere analoge Verbindung. Vorzugsweise kann in Batteriesystem 6 auch die Verbindung zwischen der Kommunikationseinrichtung 2403 und der Batteriesteuereinrichtung 5602 analog sein. Die Verbindung 672 kann die Hochspannungsmesseinrichtung 2402 direkt mit der Batteriesteuereinrichtung 5602 verbinden.
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Zweckmäßigerweise können verschiedene Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen auch kombiniert und / oder zusammen implementiert werden. Zum Beispiel kann die Batterie 41 des Batteriesystems 4 zusammen mit der Schaltvorrichtung 340 des Batteriesystems 3 implementiert werden.
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Die ASICs können vorzugsweise mit einer Seriennummer markiert werden, um eine Teile-Identifikation durchzuführen bzw. zu ermöglichen.
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Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie „umfassend“ und „aufweisend“ oder dergleichen nicht ausschließen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Die verwendeten Anzahlen sind lediglich beispielhaft, sodass eine Vielzahl zwei, vier, fünf, sechs, oder mehr Elemente oder Schritte umfassen kann. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass Artikel wie „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließen. Weiterhin wird angemerkt, dass Zahlwörter bzw. Ordnungszahlen wie „erste“, „zweite“ usw. ausschließlich zur Unterscheidung von Elementen und Schritten dienen, ohne dabei eine Reihenfolge der Anordnung der Elemente oder der Ausführung der Schritte festzulegen bzw. zu beschränken. Außerdem können die in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Schließlich wird angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011082937 A1 [0009]
- DE 102011082937 [0010]
